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高效填料中的波纹填料发展动向
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高效填料中的波纹填料发展动向

2019-06-24      阅读:
波纹填料可以分成丝网波纹填料孔板波纹填料金属波纹填料特别适合于沸点相近的和热敏 性物 系的真空精馏 , 世界上已有近千座 网波填料工 化塔, 最大直 径达 4 米 t ’ 6 , `” , 据国外评论 , 当塔底压力 03 毫米汞柱 以下时 , 金属 网波纹 填料从经 济上 r 也比鲍尔环 合理。 但是它存在着网材贵, 忌堵塞和怕 腐蚀等缺陷 , 所以推广范围毕竞有一定 的局限性。 为 了扩大波纹填料蒸馏吸收各方面的应用 , 经济_ L 达到代替鲍尔环和某些板式塔, 瑞士苏尔士公司和 美国科克公司最近 几年又研 究了新的板 波纹填料 和塑料网波纹 填料 。 1 9 7 8 年 日本住友公司也正式开始销售板式波纹填料塔
 
1 . 板式波纹填料 “  
 
散堆填料规则填料相 比除了效率低, 阻力降穴外, 值得注意的是散堆填料塔放大问题是令人烦恼的。 但是在规则填料情况下 , 沿着塔截面均匀地引人液体, 流体横向混合好 , 与散堆填料相比沟流和壁流现象很少, 所以放 * 问题容易解决。
 
( 1 )  金属或塑料板波纹填料
 
在 国外该填料称为 M e l a p a k 填料, 美国称为 lF e 石 p a c 填料 , 其儿何形状及组装方式与金属丝 网波纹填料相似, 波 纹板上 打有小孔, 波纹 峰高等于 或者大于 B X 型金 属丝网波纹填料 , 空隙率较大, 与国内过 去使用的板波纹填料 有所不同。 该填料的型号和几何尺寸列于表 5 , 填料可以分块拼装成 整盘。


蒸馏 中试塔径 3 . 3 英尺 ,   2 5 0 Y 型填料 ,  填料高度 51  英尺 ,  用管式初始分布器 ,  每 5 平方英寸一个分布点、 役有申间再分布器 。 试验混合物选用顺 / 反蔡烷和氯苯/ 乙苯 , 在全回流条件下测定不向操作压力和流量的等板高度及压力 降 ( 图 1 ) 。 图 1 表明 2 05 Y 型填料的性能比鲍尔环有 莉。 鲍尔环 填料数据取 自各文献值。     板波纹填料的等板高度 H E T P 约为鲍尔环的一半 ,  每英尺填料的压力降约为鲍尔环的一半。此外它能够在比鲍尔环约高 05  % 负荷下运转。
 
近几 年来, 气体吸收塔已经使用 M o l a p a k 填料。 5 0 : 和 N H 3’ 吸收效率测定和计算结果绘于图 2 。 板波纹填料与鲍尔环相比, 传质单元 高度在液 体负荷 为61 . 4 加仑 / 分• 英尺, 时大
 
约减小8 0吮, 液体负荷 为52 加仑 /分• 英尺: 时 大约减小 05 % , 其原因是板波纹填料的比表面积为鲍尔环的两倍, 同时还提供良好的气流径向混 合。
 
测定 N H 3 / H : O 休系的传 质单元高度为 10 一 13 英寸。 1 52 Y 型板波纹 填料与 2 英寸聚丙烯鲍尔环相 比, 吸收效率相 当或者好些 , 压力 降仅为 告, 不易堵塞。 板波纹填料具有 节省能量和不易堵塞的优点。
 
前述比较表 明, 板波纹填料优于通用 的鲍尔环 :
 
a . 负荷大约提 高 50  % ,     效率较好。
 
q . 通量相同时,     等板 高度约低 丢到 告。
 
c  . 每块理论板的庄力降降低到原来的 告至告,      几个 月内节省的能耗便能偿还改造安装的费用 。
 
d . 塔径 10  英寸的 2 50  Y 型板波纹填料的效率与塔径 3 ,   3 英尺 的相同 ,  放 大效应不明显。
 
e  , 无死角区,   污染敏感差。
高效填料中的波纹填料发展动向
板波纹填料等板 高度通 常 1 一 1英3 寸6 , 通量较大。
( 2 )  陶瓷板波纹填料 仁2 0 一 2 ,  ’
 
该填料称为 K e r a aP k , 类似 B X 型网波填料, 由高机械强度的薄壁波纹陶瓷片制成。 其效率与网波纹填料相同 , 但压力降高达 2 倍。 这种填料耐腐蚀 ( 除浓的无机酸外 ) 耐温 , 适于热再生器和催化剂载体等。
 
2 . 网波纹 填料
 
金属网波纹填料的研究 和应用 已有专文报导 , 此处不再赘述 , 仅简 单叙述一下塑料网波纹和金属网波纹用于 节省蒸馏能耗情况。
 
( )1   塑料网波纹 填料「“ “  ’
 
该填料 由聚丙烯线和聚丙烯睛线织成的网制成, 具有良好 的耐酸和耐碱性能 , 使用温度上限 08 ℃ , 特别 适用于水的混合物和吸收过程。 由于 丝网优异的毛细作用 , 即使液体负荷低也完全润湿填料表面。
 
塑料网波纹填料的精馏 试验是在直径 2 05 毫米 中试塔进 行的, 填料 B X 型 , 试验混合物选用顺 / 反禁烷和水 / 重水 ( H : o / D : O ) , 试验结果 表明 , 塑料网波纹 填料与金 属网波纹填料相比, 效率相同, 压力降增加 50 % , 成本便宜。
 
3 给 出纯水和 2  M H CI  溶液吸收氨的填料性能。    进塔气体氨的浓度变化范围为 7 05 ~
4 0。。 毫克/ 标准米“ , 此时分离能力不变。 特别重要的是液体负荷很小情况下, 传质单元数也很高。
 
4 给出吸 收二氧化硫测定 的结果。 吸收塔入 口 二氧化硫浓度范围 1 7 0 0 一 7 0 0 0 毫克 / 标谁米吕。 因为二氧化硫在水中的溶解度很小 , 故需把液体负荷提高到 2 2米“ /米 “ • 时。
高效填料中的波纹填料发展动向
对比试验选择 5 0 义 5 0 这种尺寸的鲍尔环 的依据是要与塑 料网波纹填料的气体负荷相仿 ,每米 压 力近似, 而使 单位 流体 消耗的能量相 同 ,  以 便 可能直接
试验结果说明 ,气体负荷和庆 力降相同情况下, 塑料网波填料与 5 0 丫 5 0 鲍尔环相比 ,能力大 4~  8 倍, 而且 允许液体负荷进一步下降, 在给定 的条件下不存在设备放大问题。
从传质过程来看 , 塑 料网波纹填料与一般散堆填料不同, 填料润湿性好,而几乎戍为常数。 通过选择适当传 质体系可以消除单相分阻力,从而测定气 / 液边的传质系数或者气 / 液边的传质单元 高度, 最后得出如下传质方 程式:

该式说明在不同流体 和介质下填料的性能。 图 3 和图 4 的曲线 表明, 对于吸收氨和二 氧化硫 , 按方程式 ( 2 ) 计算值与实验值之间的一致性非常好。 在温度不高的吸收液量小的情况
高效填料中的波纹填料发展动向
每年操作  8 0 0 0小时 , 进  料  2 0 0 0公斤 /时 ,
理论 板数6 5块; 压缩 比2 .    1 4 ; 蒸汽成本 8 0 0 0 日元 /吨。
与通常方法相比每年操作费相差为 92 百万 日元。 新建装置时, 如果装置折旧 期限按 7 年计算, 那末它们之间操作费用之差达 2 亿 日元, 所以热泵方法有利。
 
据不 完全统计, 迄今为止国内应用的金属网波填料塔有 1 02  座以上 ,      最大塔直径达 1 .   2米 ,已经初步掌握了网波填料塔放大的关键技 术。     最近上海化工研究院在塑料网波纹填料用于吸收、 板式波 纹填料用 于 C O : 解吸和 氟化氢回 收方面 均取得 良好效果。 国内波纹填料 的研究和应用见文献〔2 8 , 2 9〕, 此处从略。
 
了阶梯环和波纹填料外, 网孔格栅 〔 3 。 ’ 、 共扼环 〔 ’ ` ’ 、 金属 I n t a l o x 〔 “ , ’ 和 C h e m p a k 〔 “ 。 ’ 等新型填料的进展也值得注意。
 
国传质公 司采用价值分析技术制成的阶梯环 , 在几何结构、 材质和表面处理方面有共独特之处, 工业上 已广泛使用 。 瑞士 苏尔士公司和美国科克公司 的新型板波纹 填料 ( 与国 内过去使用的板波纹相比, 结构有所改进 ) 和塑料网波纹填料比金属网波纹填料经济、 适应性弧、用 途更广。 阶梯环和新型板式波纹 填料均属适于一般传质过程的量大面广的通用 填料, 性能优于其它散堆填料, 因此国外发展迅速, 收效显著, 集 中反映了七十年代的技术水平。 特别值得重视的是它们最近的发展趋 向, 即代 替拉西环 、 鲍 尔环 、 鞍形 填料、 部分板式塔及节省蒸馏吸收的能耗。
 
鉴于如上的调 查与分析, 上海化工研究院继金属网波填料之后又研制了阶梯环、 塑料网波填料和 新型板波纹填料, 开始测定基本性能和试用, 期望将来工业上取得更快的进展。
 
 
 
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